科学家们对鼻子如何适应气味提供了新的见解
《柳叶刀》杂志发表的一项新研究表明,我们的鼻子可能能够自我调整,尽可能有效地告诉大脑我们所处环境中最典型的气味eLife.
这些发现有助于我们理解哺乳动物是如何以及为什么鼻子适应气味。他们还可以帮助我们了解鼻子中神经元数量的减少是如何影响我们的嗅觉随着年龄的增长。
当分子从附近物体飘来时,鼻子就能感知气味,并激活一种叫做受体的神经元.在老鼠的鼻子里,大约有1000万个受体神经元,它们被分为1000多种类型,每种类型的反应都不同,这取决于它们检测到的分子。每个受体神经元被许多不同的气味激活,而每种气味又激活许多不同类型的受体。这意味着,要理解一种气味,大脑需要读取不同受体类型的整体激活模式或“编码”。
美国Flatiron研究所计算生物学中心神经科学组的副研究科学家Tiberiu Tesileanu说:“鼻子中某些类型的受体神经元比其他类型的使用更频繁,这取决于动物的物种。”“最近的实验还表明,当动物接触到不同的气味时,不同类型的受体的使用方式也会发生变化。在我们目前的研究中,我们开始解释这些发现,并建立一个模型,可以预测在如何使用受体方面观察到的偏差。”
Tesileanu和他的团队,来自法国的Simona Cocco和Remi Monasson,以及来自美国的Vijay Balasubramanian,建立了受体类型分布的模型。该模型假设鼻子可以自我调整,以最有效的方式告诉大脑我们周围常见的气味。Tesileanu解释说:“例如,由不同气味激活的受体类型很重要,因为它们向大脑传递了大量关于这种可变性的信息,因此在鼻子中含量更丰富。”“据我们所知,这是第一次将这种‘高效编码’的思想应用于解释鼻子受体神经元的使用模式。”
他补充说,理论和实验科学家需要做更多的工作来测量我们环境中典型的气味种类,以及人类受体神经元如何检测它们。
此外,考虑到关于两者关系的可用信息的数量受体在自然气味统计方面,可以设计进一步的实验,以特定的方式改变环境,然后测量鼻子中受体神经元数量的变化。“将这些实验的结果与我们的模型预测的变化进行比较,将提供一个强有力的测试,看看这些变化有多好神经元把信息传达给大脑美国宾夕法尼亚大学Cathy和Marc Lasry教授、资深作者Vijay Balasubramanian总结道。
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